概述 铝合金 7050 粉末
铝 7050 是一种高强度铝合金，常用于航空航天领域。有关 7050 铝合金粉的主要详细信息：
- 含有锌、镁、铜等主要合金元素。
- 具有出色的强度重量比和耐腐蚀性。
- 用于航空航天领域的关键结构件、起落架和机身部件。
- 粉末状，可用于选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）等增材制造工艺。
- 粉末生产方法包括气体雾化、等离子雾化和低温研磨。
- 为 AM 优化了粉末特性，如粒度分布和形态。
7050 铝制部件的典型应用
| 类别 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 机身结构部件、起落架、火箭 |
| 汽车 | 车轮、控制臂、传动系统部件 |
| 工业 | 机器人、工装夹具、仪器仪表 |
| 海事 | 螺旋桨、传动轴、泵、阀门 |
7050 的轻质强度使其适用于各行各业的高性能结构件。
铝 7050 粉末规格
| 参数 | 典型值 | 角色 |
|---|---|---|
| 颗粒大小 | 20-63 μm | 影响填料密度和流动性 |
| 形态学 | 球形 | 改善 AM 设备中的粉末流动性 |
| 合金成分 | 锌 - 6%，镁 - 2%，铜 - 2.3% | 确定属性 |
| 表观密度 | 1.7-2.0 g/cc | 影响最终部件密度 |
| 霍尔流量 | <30 秒/50 克 | 快速流动确保层间均匀 |
| 水分含量 | <0.1% | 最大限度地减少粉末氧化 |
保持一致的粉末特性对于高质量的 AM 加工至关重要。
铝粉生产和处理设备
| 设备 | 说明 |
|---|---|
| 雾化器 | 利用气体或等离子能量将熔融合金转化为细粉 |
| 米尔斯 | 机械研磨可减小粉末粒度和形态 |
| 筛网 | 将粉末分级为适合 AM 的窄粒度范围 |
| 搅拌机 | 均匀混合粉末 |
| 料斗 | 为打印机储存和供应粉末 |
| 回收商 | 清除重复使用粉末中的污染物，提高流动性 |
需要专门的粉末处理设备来防止氧化和污染。
7050 铝粉供应商
| 供应商 | 详细信息 | 定价 |
|---|---|---|
| 供应商 1 | 各种铝合金。 | $80-100/kg |
| 供应商 2 | 定制合金开发。 | $100-150/kg |
| 供应商 3 | 高纯度医用/航空航天等级。 | $150-300/kg |
价格取决于纯度、分布、批量大小、质量和其他参数。小批量研发产品的价格通常较高。
如何选择 7050 铝粉供应商
选择 7050 铝粉供应商的关键因素：
- 经验 - 寻找在铝合金粉方面拥有丰富技术经验的成熟供应商。这将带来更高的质量和一致性。
- 生产能力 - 供应商应能生产符合规定尺寸分布、形态、纯度等要求的一致批次产品。
- 质量体系 - ISO 9001 或 AS9100 认证表明质量控制和保证是可靠的。
- 技术专长 - 粉末生产需要大量的冶金和材料科学知识。确保供应商具备这些知识。
- 测试能力 - 供应商应全面检测所有粉末批次，并提供详细的认证数据。
- 响应能力 - 他们应迅速回复查询、报价请求、样品等。
- 客户支持 - 选择能提供良好技术建议和应用支持的供应商。
选择熟悉 AM 行业需求和具体应用要求的供应商。
如何优化用于 AM 加工的 7050 粉末
在制备用于快速成型制造的 7050 铝粉时，请遵循以下指导原则：
- 首先使用具有可控粒度分布（如 20-45 μm）的高纯度气雾化粉末。
- 使用球形粉末形态，以获得最佳堆积密度和铺展效果。避免卫星颗粒。
- 将粉末妥善存放在密封的惰性环境中以防止氧化。可能需要干燥剂干燥。
- 始终如一地表征新批次粉末--成分、粒度分布、形态、流速、氧化物含量。
- 均匀混合合金元素，以防止印刷部件中出现成分梯度。
- 对于 SLM，最小层厚度应为粉末粒度的 8-12 倍。
- 调整激光功率，以达到充分熔化和密度，同时避免过度蒸发。
- 在印刷过程中尽量减少粉末与氧气/湿气的接触，以减少氧化。
- 考虑对回收粉末进行分类和筛分，以刷新粒度分布和流动性。
与粉末和 AM 机器供应商合作，确定理想的粉末特性和印刷参数。
7050 铝质 AM 零件的设计原则
在设计用于快速成型制造的 7050 铝零件时，请考虑以下指导原则：
- 最小壁厚为 1-2 毫米，以确保足够的强度。较薄的壁有开裂的危险。
- 设计时采用棱角过渡而不是尖角，以减少应力集中点。
- 避免悬挑角度超过 45°，以免需要额外的支撑。
- 确定工件的方向，以尽量减少所需的支撑，避免与涂覆机刀片发生碰撞。
- 20-50% 水平方向与垂直方向的强度较低，这是由于分层施工造成的各向异性所致。
- 允许在加工后去除 0.3-0.5 毫米的毛坯材料，以提高表面光洁度。
- 尽可能将子组件合并为一个印刷部件，以减轻重量和减少紧固件。
- 在封闭的容积中设置排气孔，以防止在加工过程中产生压力。
利用有限元分析模拟和实际 AM 制造试验验证设计。
铝质 7050 AM 零件的后处理
用于铝质 7050 压印部件的常用后处理技术包括
- 支持通过手工工具清除或在腐蚀性溶液中溶解。
- 在 300°C 下进行 2 小时的去应力热处理。防止开裂。
- 机械加工 - 数控铣削和车削，以提高尺寸精度和表面光洁度。使用严格的设置和锋利的工具。
- 喷砂或打磨可降低表面粗糙度。必须控制介质以防止嵌入。
- 振动光饰可平滑表面并去除附着的颗粒。
- 阳极氧化可提高硬度和耐腐蚀性。
- 金属电镀可提高耐磨性或导电性。
- 用螺丝或铆钉等连接工艺来组装部件。也可以使用粘合剂。
在所有后处理步骤中，请使用熟悉铝合金的合格操作人员。
将 7050 印刷部件集成到组件中
成功地将 3D 打印的铝质 7050 零件集成到最终使用的组件和产品中：
- 彻底清洁表面的残留粉末、氧化层或其他污染物。必要时使用化学或热去毛刺。
- 根据需要涂上保护涂层--阳极氧化、喷漆、粉末涂层都适用。提高耐用性。
- 在设计接口和连接件时，要考虑到延展性低于铸铝或锻铝。
- 将 AM 元件与其他材料的部件连接时，要考虑到热膨胀差异。
- 选择最佳连接技术--根据负载情况，粘合剂、紧固件、钎焊和焊接均可使用。
- 集成过程中可能需要进行热处理，例如，对 AlSi10Mg 支撑结构进行应力消除。
- 通过原型设计和测试，验证组件在预期使用条件下的功能。
在整个集成过程中与制造工程师合作，确保达到性能要求。
操作和维护铝质 7050 印刷部件
使快速成型的 7050 铝制部件在使用中达到最佳性能：
- 根据合金规格，在建议的高温范围内操作。长时间暴露在 120°C 以上的高温下会加速沉淀硬化。
- 避免过度载荷导致屈服、变形或疲劳失效。AM 零件的延展性较低。
- 在腐蚀性环境中使用阳极氧化或喷漆保护涂层。7050 在没有保护措施的情况下容易受到腐蚀。
- 定期检查关键尺寸和参数，检查是否有磨损、裂纹或变形，以发现问题。
- 拆卸机械装置，必要时涂抹新的润滑脂/润滑油，以防长期卡死。
- 作为预防措施，更换任何接近预期使用寿命的部件。
- 在日常维护期间，手动或通过无损检测监控裂缝等缺陷的发展情况。
与设计和测试工程师一起制定详细的部件维护计划和时间表，以确保在役性能。
铝 7050 AM 与传统方法的利弊对比
使用铝 7050 粉末进行增材制造的优势：
- 可以制造复杂的几何形状和轻质晶格。
- 中小批量生产无需模具投资。
- 按需快速制作新设计和定制部件的原型。
- 减少浪费--只使用所需的材料。
- 能够将子组件合并为单个印刷部件。
- 与传统制造方法相比，开发时间更短。
需要考虑的局限性：
- 小批量生产的每个零件成本较高，尽管 AM 规模效应可能有利。
- 根据打印机构建量限制最大部件尺寸。
- 通常需要进行额外的后处理，以实现最终的材料特性和公差。
- 逐层印刷产生的各向异性。
- 航空航天级粉末材料的供应链限制。
- 延展性和疲劳寿命低于锻造 7050 铝。
评估与产量、成本目标、质量需求和具体应用要求相关的利弊。
常见问题
问：建议 7050 铝 AM 粉的粒度范围是多少？
答：通常为 20-45 微米，严格控制分布。太细会导致处理问题，而太大则会对密度产生负面影响。
问：7050 铝质 AM 零件有哪些用途？
答：主要是航空航天、汽车和高性能机械中的结构部件，这些部件的高强度重量比至关重要。
问：7050 铝粉是否需要特别的储存预防措施？
答：是的，7050 粉末极易氧化。必须将其存放在真空密封袋中，并放置干燥剂包，尽量减少与空气的接触。
问：7050 AM 零件常用的后处理方法有哪些？
答：支座拆除、应力消除、机加工、喷砂、阳极氧化和电镀。应用任何集成所需的步骤，如紧固。
问：7050 AM 零件是否需要热处理？
答：是的，7050 印刷后通常要在 300°C 下释放应力 2 小时，以防止因内应力而开裂。
问：经过优化处理的 7050 铝质 AM 部件可以达到什么密度？
答：通过仔细控制粉末质量和调整理想的 SLM/EBM 参数，可以达到高于 99% 的密度。
问：你们能焊接铝质 7050 AM 部件吗？
答：是的，如果需要，建议对铝质 AM 零件进行搅拌摩擦焊。传统的熔融焊接会改变材料的局部特性。
问：处理铝粉时需要采取哪些安全预防措施？
答：使用防护设备，防止吸入或皮肤接触。由于铝易燃，控制粉尘量以避免燃烧危险。